現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥在大塘礦巷道掘進(jìn)爆破中的應(yīng)用

劉志堅(jiān)

（甕福集團(tuán)有限責(zé)任公司甕福磷礦，貴州 福泉 550500）

1 BCJ-2000型井下現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥車特點(diǎn)

BCJ-2000型井下現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥車是為井下礦山開發(fā)設(shè)計(jì)的型號(hào)，除了具有混裝炸藥價(jià)格便宜、安全、配方簡(jiǎn)單、計(jì)量準(zhǔn)確、裝藥效率高等優(yōu)勢(shì)外，還具有如下特點(diǎn)：①乳化系統(tǒng)有了重大改進(jìn)。乳膠基質(zhì)在地面站制備，基質(zhì)裝在基質(zhì)料倉里，微量元素經(jīng)混注器與基質(zhì)一起輸出，在出口處經(jīng)靜態(tài)混合器將微量元素和乳膠基質(zhì)混合，輸至炮孔數(shù)分鐘后發(fā)泡形成乳化炸藥[1]。②控制自動(dòng)化。在電腦控制盤上設(shè)置輸入炮孔的裝藥量，按下啟動(dòng)按鈕，各系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，有關(guān)工藝參數(shù)自動(dòng)跟蹤，并顯示在顯示屏上。③進(jìn)行了個(gè)性化設(shè)計(jì)。本車的技術(shù)參數(shù)，可以根椐用戶特殊要求，進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。④增加安全措施。螺桿泵具有超壓報(bào)警停機(jī)，缺料報(bào)警停機(jī)等功能。⑤選用了BJ5089XXY-FA北汽福田汽車底盤，發(fā)動(dòng)機(jī)功率105千瓦，動(dòng)力性能強(qiáng)。⑥兩側(cè)面采用全開式,有利檢查與維修[2]。

2 現(xiàn)狀

大塘礦段位于白巖背斜東翼中段，礦體邊界平整、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、構(gòu)造破壞小、厚度變化小，礦層產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀基本一致，呈層狀、單斜、陡傾。首采1130中段，2018年8月開始1060中段開拓巷道的施工[3-5]。巷道掘進(jìn)掏槽方式為平行空孔直線掏槽，采用人工裝藥方式進(jìn)行爆破，炸藥選用2#巖石乳化炸藥，雷管選用普通毫秒延期導(dǎo)爆管雷管。鉆孔深度3m，每循環(huán)爆破進(jìn)尺2.5m,炮孔利用率僅83%，爆破效率低，嚴(yán)重影響了開拓工程的施工進(jìn)度。

3 現(xiàn)場(chǎng)爆破應(yīng)用

3.1 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地選擇

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地選在1060中段北盤區(qū)斜坡道掘進(jìn)工作面，斷面尺寸4.95m×3.932m，斷面面積18.49㎡，巖性為淺灰、灰白色厚層狀細(xì)至中晶含磷白云巖、白云巖，巖石堅(jiān)固系數(shù)f=10—14?？咨?m，空孔直徑120mm，炮孔直徑50mm，每個(gè)炮孔使用一節(jié)0.3kg的2#巖石乳化炸藥作為炮頭。

圖1 人工裝藥炮孔布置平面圖

3.2 爆破參數(shù)計(jì)算

現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥密度1.18g/cm3，爆速4225m/s。為保證施工進(jìn)度，在現(xiàn)有的掘進(jìn)斷面、炮孔深度、炮孔直徑、掏槽方式不變的情況下，需對(duì)其他爆破參數(shù)重新設(shè)計(jì)。

（1）一個(gè)循環(huán)的總裝藥量Q=qSLbη

式中q—單位炸藥消耗量，依據(jù)工程類比法，取q=2.4kg/m3；S—巷道掘進(jìn)斷面面積，取S=18.49㎡；Lb—炮孔平均深度，取Lb=3.0m；η—炮孔利用率，取90%。

計(jì)算得Q=2.4×18.49×3.0×0.9=119.82kg

（2）炮孔數(shù)目

周邊孔數(shù)目N1=(BL-B)÷a+1

式中BL—巷道斷面開挖周長(zhǎng)，取16.06m；B—巷道掘進(jìn)寬度，取4.95m；a—周邊孔平均間距，取0.5m。

計(jì)算得N1=(16.06-4.95)÷0.5+1=24個(gè)

計(jì)算炮孔總數(shù)目N=N1+N2=48個(gè)。

3.3 爆破參數(shù)優(yōu)化

通過兩個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)爆破效果來調(diào)整、優(yōu)化計(jì)算所得的爆破參數(shù)，最終選定合適的爆破參數(shù)，見表1。

表1 根據(jù)爆破效果調(diào)整、計(jì)算所得的爆破參數(shù)

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

以大塘礦1060中段北盤區(qū)斜坡道掘進(jìn)爆破100m為例分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)材料消耗、人工消耗、穿孔爆破時(shí)間等因素。經(jīng)核算，使用現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥爆破成本比人工裝藥爆破綜合成本節(jié)約198.3元/m。

5 結(jié)語

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥在大塘礦巷道掘進(jìn)爆破中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，對(duì)比人工裝藥，在爆破效果相當(dāng)?shù)那闆r下，混裝乳化炸藥具有以下優(yōu)點(diǎn)：①鉆孔從57個(gè)減少至52個(gè)，每循環(huán)節(jié)約鉆孔時(shí)間12.5%；②爆破綜合成本節(jié)約198.3元/m；③應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥車提高了爆破作業(yè)效率，爆破作業(yè)時(shí)間從60分鐘減少至45分鐘，極大降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度，每循環(huán)可減少一名作業(yè)人員，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人的目的；④掘進(jìn)進(jìn)尺從2.5m提高到2.9m，效率提高16%，實(shí)現(xiàn)了兩天三輪爆破，施工工期縮短20%。在實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥雖存在炸藥單耗偏高，不耦合裝藥系數(shù)的影響有待深入的問題，但優(yōu)勢(shì)明顯，可根據(jù)具體礦山條件推廣應(yīng)用。